Визначення втрат потужності на тертя кочення в опорних вузлах обертових агрегатів неперервної дії

Abstract

У загальному випадку втрати на тертя кочення і ковзання в опорних вузлах можуть досягати 30% сумарної потужності приводу, яка може становити і більше. Також мають місце інші механічні втрати на тертя кочення та ковзання, зокрема в зубчастому зачепленні приводу обертання агрегату. В статті представлено результати експериментальних досліджень процесу тертя кочення двох циліндричних роликів на дослідному стенді, що моделює роботу опорного вузла обертового агрегату. В основі розроблення експериментального стенду закладено три критерії подібності (геометричної, кінематичної і динамічної) до діючого обладнання. Стенд виконано із геометричним масштабом пари кочення M. Навантаження в контакті визначали за умови рівності контактних тисків, що виникають між бандажем і роликом на натурному обладнанні і досліджуваними роликами на експериментальному стенді. Отримано визначальні силові і кінематичні характеристики дослідної моделі. Визначено момент тертя кочення залежно від колової швидкості кочення та радіального навантаження на пару кочення. На основі експериментально отриманих результатів значення коефіцієнту тертя кочення сталевих роликів рекомендовано значення його меж. Визначено, що значення коефіцієнту тертя кочення може коливатися внаслідок зміни швидкості кочення в певних межах, а далі зростати з подальшим збільшенням швидкості. Встановлено закономірності зміни коефіцієнтів тертя кочення від швидкості кочення та радіального навантаження за різних значень контактних тисків, що відповідають реальним значенням в опорних вузлах промислових обертових печей. На підставі цього визначено втрати потужності на тертя кочення в опорних вузлах великогабаритних обертових агрегатів, неперервної дії, зокрема барабанних сушарок, грохотів, тощо виходячи із рекомендованих за результатами експериментальних досліджень значень коефіцієнту тертя кочення.

In the General case, the losses due to rolling and sliding friction in the support units can reach up to 30% of the total drive power, which can be P = 1000-2000 kW and more. There are also other mechanical losses due to rolling and sliding friction, in particular in the gearing of the unit rotation. The article presents the results of experimental studies of the rolling friction process of two cylindrical rollers on the experimental stand, which simulates the rotate assembly support unit operation. The development of the experimental stand is based on three criteria of similarity (geometric, kinematic and dynamic) to the existing equipment. The stand is made with a geometric scale of rolling pair M 1:10. The load in the contact was determined under the condition of equality of contact pressures arising between the bandage and the roller on the full-scale equipment and the investigated rollers on the experimental stand. The defining force and kinematic characteristics of the experimental model are obtained. The moment of rolling friction is determined depending on the circular rolling speed and radial load on the rolling pair. The value of the steel rollers rolling friction coefficient limits is recommended based on they experimentally obtained results. It is determined that the value of the rolling friction coefficient can fluctuate due to changes in rolling speed within certain limits, and then increase with further increase in speed. The rolling frictional coefficients regularities of changes from the rolling speed and the contact pressures radial load, which are corresponding with the real values in basic support units of industrial rotate kilns, are established. Based on this, the loss of power due to rolling friction in the support units of large rotating units, continuous operation, in particular drum dryers, screens, etc. is determined based on the recommended values of the rolling friction coefficient.